專利名稱：高效螺旋通水鉆桿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在煤層中鉆孔的工具，特別是一種高效螺旋通水鉆桿。
背景技術(shù)：
在煤礦生產(chǎn)過(guò)程中，為了防止發(fā)生煤與瓦斯突出事故，在掘進(jìn)之前需 要在煤層中打釋放孔將煤層中的瓦斯釋放出來(lái)以消除煤層應(yīng)力?，F(xiàn)煤礦上 打孔所用的鉆桿均為普通螺旋鉆桿，普通螺旋鉆桿具有若干個(gè)通過(guò)插接定 位連為一體的鉆桿單元，每個(gè)鉆桿單元具有鉆桿芯、螺旋體、四方桿、固 定于四方桿上的擋圈、與擋圈配合的橫銷、對(duì)橫銷限位支撐的螺旋彈簧(彈 簧體)。即使改成對(duì)橫銷限位支撐的螺旋彈簧形式的通水鉆桿,所述的螺 旋彈簧會(huì)使煤塵堵塞鉆桿，導(dǎo)致鉆桿通水難、通氣難，而且橫銷不能自如 壓下、彈出，造成鉆桿失效，影響礦上生產(chǎn)。再者，普通螺旋鉆桿打硬煤 時(shí)鉆進(jìn)效率低，打軟煤時(shí)易出現(xiàn)塌孔、卡鉆現(xiàn)象，使鉆桿丟在煤層中，增
加掘進(jìn)成本o

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服已有普通螺旋鉆桿存在的不足，提供一種高效 螺旋通水鉆桿，它不易堵塞，能有效地降低塌孔和卡鉆以及丟鉆桿現(xiàn)象的 發(fā)生，有效的改善工人作業(yè)環(huán)境，并且適用范圍廣，鉆進(jìn)效率高，從而降
低掘進(jìn)成本。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
一種高效螺旋通水鉆桿，具有若干個(gè)鉆桿單元，每個(gè)鉆桿單元具有鉆 桿芯、固定于鉆桿芯上的螺旋體、與鉆桿芯固定連接的四方桿、固定于四 方桿上的擋圈、與擋圈配合的橫銷、對(duì)橫銷限位支撐實(shí)現(xiàn)相鄰兩個(gè)鉆桿單元的插接定位使其連為一體的彈簧體，相鄰兩個(gè)鉆桿單元的插接結(jié)構(gòu)是， 上一個(gè)鉆桿單元的鉆桿芯內(nèi)連接孔由與其相鄰的下一個(gè)鉆桿單元的四方桿 插入，并通過(guò)橫銷從擋圈中伸出的伸出端與鉆桿芯內(nèi)壁上的限位孔的配合 而連為一體，四方桿和鉆桿芯都帶有通水通氣孔，二者的通水通氣孔相連 通，其技術(shù)方案是上述每個(gè)鉆桿單元的彈簧體具有套裝卡在該鉆桿單元的 四方桿的端部通水通氣孔內(nèi)的圓筒狀連接體、與該連接體連為一體卡在所 述四方桿的端部槽內(nèi)的彎把、與該連接體連為一體在所述四方桿的通水通 氣孔內(nèi)傾斜的片彈簧，該片彈簧的尾部向上彎折始終頂住所述四方桿上的 橫銷的底端面。
上述技術(shù)方案中，每個(gè)鉆桿單元的四方桿前端的外側(cè)面最好帶有環(huán)形
凹槽，該環(huán)形凹槽內(nèi)套裝有第一o形密封圈。上述每個(gè)鉆桿單元的四方桿
的通水通氣孔內(nèi)，在橫銷與擋圈之間的結(jié)合處橫銷的軸肩上最好安裝有防
止其結(jié)合處漏水的第二 o形密封圈。上述每個(gè)鉆桿單元最好還具有在相鄰
兩個(gè)鉆桿單元插接時(shí)將該鉆桿單元的鉆桿芯與下一個(gè)鉆桿單元的四方桿連
接的卡銷；每個(gè)鉆桿單元的鉆桿芯，在其與下一個(gè)鉆桿單元的四方桿連接 的連接端具有上述卡銷穿過(guò)的兩個(gè)定位孔，這兩個(gè)定位孔位于鉆桿芯的相 鄰的兩個(gè)側(cè)面上，每個(gè)鉆桿單元的四方桿具有上述卡銷7穿過(guò)的凹槽，卡 銷穿過(guò)所述的兩個(gè)定位孔和凹槽而將相鄰的兩個(gè)鉆桿單元再次連接定位。 上述片彈簧最好向所述通水通氣孔的中心區(qū)域傾斜，片彈簧最好呈"、" 狀(對(duì)勾狀)。
本發(fā)明的彈簧體安裝在四方桿內(nèi)，其彎把卡在四方桿端部槽內(nèi)，確保 其與旋轉(zhuǎn)中的鉆桿芯相對(duì)位置不變。由于彈簧體的圓筒狀連接體的通孔(以 及片彈簧)與水流方向一致(順著通水的方向)，即使有煤塵和小的石粒 也不會(huì)堵塞，從根本上解決了通水難、通氣難的問(wèn)題。由于增加了鉆桿的 通水性和通氣性，所以打硬煤時(shí)就能通水軟化煤層，打軟煤時(shí)就能通氣釋 放瓦斯，大幅度提高了鉆進(jìn)深度。同時(shí)片彈簧的尾部向上彎折始終頂住所 述四方桿上的橫銷的底端面，確保相鄰兩個(gè)鉆桿單元插接時(shí)，橫銷自動(dòng)壓 下、彈出，使用非常方便，它可靠性增強(qiáng)，能有效地降低塌孔和卡鉆以及丟鉆桿(鉆桿單元)現(xiàn)象的發(fā)生。再者，本發(fā)明由于鉆桿的通水性和通氣 性得以改善，鉆桿在通水的情況下適用于較硬的煤層濕法通水鉆進(jìn)，從而 軟化煤體，提高了鉆進(jìn)效率，延長(zhǎng)了鉆頭的使用壽命，降低了煤塵，改善 了工人作業(yè)環(huán)境；在通壓縮空氣的情況下鉆進(jìn)較軟的煤層，加強(qiáng)排屑，提 高了鉆進(jìn)效率，能有效地預(yù)防塌孔和卡鉆現(xiàn)象的發(fā)生；該鉆桿也完全可以 像普通螺旋鉆桿一樣，采用螺旋式干法鉆進(jìn)工藝打軟煤層。其適用性更強(qiáng)， 適用范圍廣。適用于各種地質(zhì)煤層探地質(zhì)構(gòu)造、煤厚、探放水、抽放瓦斯、 煤體注水、卸防壓力孔等。
還有，相鄰兩個(gè)鉆桿單元在插接后，具有彈性性能的第一O形密封圈 位于四方桿與鉆桿芯內(nèi)連接孔之間而將二者之間的縫隙密封住，第二 O形 密封圈將擋圈處有可能漏水的縫隙封住，確保了鉆桿在通水、通氣的情況 下不漏水、不漏氣。更能確保本發(fā)明適用范圍廣。
再有，卡銷插在四方桿和鉆桿芯之間，插接方便，在打完孔退鉆桿時(shí) 起連接作用，因?yàn)橹恍璨逡粋€(gè)孔，所以增大了連接強(qiáng)度，比U型卡子插接 更方便，卡銷與橫銷組成雙保險(xiǎn)能有效預(yù)防丟鉆桿(鉆桿單元)現(xiàn)象的發(fā) 生。由于增加了鉆桿單元之間的連接，使鉆進(jìn)深度更長(zhǎng)。
經(jīng)試驗(yàn)，采用本發(fā)明這種結(jié)構(gòu)的鉆桿比干打的鉆桿工作效率提高近一 倍，且大大降低了塌孔和卡鉆以及丟鉆桿(鉆桿單元)現(xiàn)象的發(fā)生。并且 使煤礦降低了煤層突出的事故率，降低了防突的成本，從而降低了掘進(jìn)成 本。


圖l為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明中四方桿、擋圈、橫銷、彈簧體相連接的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為圖1中A向的局部視圖。
圖4為圖1中沿B-B線的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
如圖l、圖2、圖3、圖4所示，本發(fā)明具有若干個(gè)(比如一個(gè)或者兩個(gè) 或者多個(gè))鉆桿單元，每個(gè)鉆桿單元具有鉆桿芯8、固定于鉆桿芯上的螺旋體9、與鉆桿芯固定連接的四方桿5 (四方桿插入鉆桿芯內(nèi)連接孔可以通 過(guò)熱壓與之固定連接)、固定于四方桿上的擋圈4、與擋圈配合的橫銷3、 對(duì)橫銷限位支撐實(shí)現(xiàn)相鄰兩個(gè)鉆桿單元的插接定位使其連為一體的彈簧體 2。四方桿和鉆桿芯都帶有(軸向的)通水通氣孔，二者的通水通氣孔相 連通。鉆桿芯8纏繞上螺旋體9以形成導(dǎo)煤槽，便于鉆進(jìn)時(shí)煤粉的導(dǎo)出。橫 銷可以為變截面的圓柱體形，呈"T"形結(jié)構(gòu)，橫銷的銷體與擋圈的孔(間 隙)配合，橫銷的銷頭在四方桿的通水通氣孔內(nèi)并由擋圈或者四方桿的通 水通氣孔壁上限位。當(dāng)鉆桿單元在兩個(gè)或者兩個(gè)以上使用時(shí)，相鄰兩個(gè)鉆 桿單元的插接結(jié)構(gòu)是，上一個(gè)鉆桿單元的鉆桿芯內(nèi)連接孔由與其相鄰的下 一個(gè)鉆桿單元的四方桿插入、并通過(guò)橫銷從擋圈(的孔)中伸出的伸出端 與鉆桿芯內(nèi)壁上的限位孔的配合而連為一體(鉆桿芯內(nèi)壁在與橫銷3的相 對(duì)應(yīng)位置具有限位孔)。在插接過(guò)程中橫銷先受壓進(jìn)入擋圈的孔內(nèi)并迫使 彈簧體(對(duì)本發(fā)明而言是彈簧體的下述片彈簧)受壓，之后橫銷借助彈簧 體的彈力作用其從擋圈中伸出的伸出端進(jìn)入鉆桿芯內(nèi)壁上的限位孔內(nèi)，即 橫銷壓下后能自動(dòng)彈出，彈簧體復(fù)位，從而實(shí)現(xiàn)相鄰兩個(gè)鉆桿單元的插接 定位及鎖定，使其連為一體。相鄰兩個(gè)鉆桿單元在插接后需拆開時(shí)，應(yīng)在 外面從鉆桿芯內(nèi)壁上的限位孔將橫銷壓下，此為已有技術(shù)。上述每個(gè)鉆桿 單元的彈簧體2具有套裝卡在該鉆桿單元的四方桿的端部通水通氣孔內(nèi)的 圓筒狀連接體22、與該連接體連為一體卡在所述四方桿的端部槽(開口槽) 內(nèi)的彎把23、與該連接體連為一體在所述四方桿的通水通氣孔內(nèi)傾斜的片 彈簧21,該片彈簧21的尾部向上彎折始終頂住所述四方桿上的橫銷3的底 端面(即橫銷的銷頭的底端面或者下端面)。上述片彈簧21向所述通水通 氣孔的中心區(qū)域傾斜，片彈簧呈"^"狀(對(duì)勾狀)。彈簧體2由彈簧鋼片 制成，連接體、彎把、片彈簧為一體結(jié)構(gòu)。彎把可以為片狀。上述四方桿 的端部槽可以上下(或者左右)貫通，為兩段，便于卡(裝)彎把時(shí)選擇 使用。
如圖l、圖2所示，上述每個(gè)鉆桿單元的四方桿前端的外側(cè)面帶有環(huán)形 凹槽，該環(huán)形凹槽內(nèi)套裝有第一O形(橡膠)密封圈l。上述每個(gè)鉆桿單元的四方桿的通水通氣孔內(nèi)，在橫銷3與擋圈4之間的結(jié)合處橫銷3的軸肩 上安裝有防止其結(jié)合處漏水的第二O形(橡膠)密封圈6 (即橫銷在其軸 肩位置套裝有第二O形密封圈)。
如圖2、圖4所示，上述每個(gè)鉆桿單元還具有在相鄰兩個(gè)鉆桿單元插 接時(shí)將該鉆桿單元的鉆桿芯8與下一個(gè)鉆桿單元的四方桿5連接的卡銷7; 每個(gè)鉆桿單元的鉆桿芯，在其與下一個(gè)鉆桿單元的四方桿連接的連接端具
有上述卡銷7穿過(guò)的兩個(gè)定位孔，這兩個(gè)定位孔位于鉆桿芯的相鄰的兩個(gè) 側(cè)面上，每個(gè)鉆桿單元的四方桿5具有上述卡銷7穿過(guò)的凹槽51，卡銷7 穿過(guò)所述的兩個(gè)定位孔和凹槽51而將相鄰的兩個(gè)鉆桿單元再次連接定 位?？ㄤN的拔出端呈彎曲狀搭在所述的鉆桿芯相鄰的兩個(gè)側(cè)面的交界處。
權(quán)利要求
1. 一種高效螺旋通水鉆桿，具有若干個(gè)鉆桿單元，每個(gè)鉆桿單元具有鉆桿芯、固定于鉆桿芯上的螺旋體、與鉆桿芯固定連接的四方桿、固定于四方桿上的擋圈、與擋圈配合的橫銷、對(duì)橫銷限位支撐實(shí)現(xiàn)相鄰兩個(gè)鉆桿單元的插接定位使其連為一體的彈簧體，相鄰兩個(gè)鉆桿單元的插接結(jié)構(gòu)是，上一個(gè)鉆桿單元的鉆桿芯內(nèi)連接孔由與其相鄰的下一個(gè)鉆桿單元的四方桿插入，并通過(guò)橫銷從擋圈中伸出的伸出端與鉆桿芯內(nèi)壁上的限位孔的配合而連為一體，四方桿和鉆桿芯都帶有通水通氣孔，二者的通水通氣孔相連通，其特征在于上述每個(gè)鉆桿單元的彈簧體(2)具有套裝卡在該鉆桿單元的四方桿的端部通水通氣孔內(nèi)的圓筒狀連接體(22)、與該連接體連為一體卡在所述四方桿的端部槽內(nèi)的彎把(23)、與該連接體連為一體在所述四方桿的通水通氣孔內(nèi)傾斜的片彈簧(21)，該片彈簧(21)的尾部向上彎折始終頂住所述四方桿上的橫銷(3)的底端面。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鉆桿，其特征在于上述每個(gè)鉆桿單元的四方 桿前端的外側(cè)面帶有環(huán)形凹槽，該環(huán)形凹槽內(nèi)套裝有第一O形密封圈(1)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鉆桿，其特征在于上述每個(gè)鉆桿單元的四方 桿的通水通氣孔內(nèi)，在橫銷與擋圈之間的結(jié)合處橫銷(3)的軸肩上安裝 有防止其結(jié)合處漏水的第二O形密封圈(6)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的鉆桿，其特征在于上述每個(gè)鉆桿單元還具有 在相鄰兩個(gè)鉆桿單元插接時(shí)將該鉆桿單元的鉆桿芯(8)與下一個(gè)鉆桿單 元的四方桿(5)連接的卡銷(7);每個(gè)鉆桿單元的鉆桿芯，在其與下一 個(gè)鉆桿單元的四方桿連接的連接端具有上述卡銷(7)穿過(guò)的兩個(gè)定位孔， 這兩個(gè)定位孔位于鉆桿芯的相鄰的兩個(gè)側(cè)面上，每個(gè)鉆桿單元的四方桿(5)具有上述卡銷(7)穿過(guò)的凹槽(51)，卡銷(7)穿過(guò)所述的兩個(gè)定 位孔和凹槽(51)而將相鄰的兩個(gè)鉆桿單元再次連接定位。
5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆桿，其特征在于上述片彈簧(21)向所述 通水通氣孔的中心區(qū)域傾斜，片彈簧呈"、"狀。
全文摘要
一種高效螺旋通水鉆桿，具有若干個(gè)鉆桿單元，每個(gè)鉆桿單元具有鉆桿芯、螺旋體、四方桿、擋圈、橫銷、對(duì)橫銷限位支撐實(shí)現(xiàn)相鄰兩個(gè)鉆桿單元的插接定位使其連為一體的彈簧體。上述每個(gè)鉆桿單元的彈簧體具有套裝卡在該鉆桿單元的四方桿的端部通水通氣孔內(nèi)的圓筒狀連接體、與該連接體連為一體卡在所述四方桿的端部槽內(nèi)的彎把、與該連接體連為一體在所述四方桿的通水通氣孔內(nèi)傾斜的片彈簧，該片彈簧的尾部向上彎折始終頂住所述四方桿上的橫銷的底端面。它不易堵塞，解決了鉆桿通水難、通氣難的問(wèn)題，能有效地降低塌孔和卡鉆以及丟鉆桿現(xiàn)象的發(fā)生，降低煤塵，有效的改善了工人作業(yè)環(huán)境。并且適用范圍廣，鉆進(jìn)效率高，從而降低了掘進(jìn)成本。
文檔編號(hào)E21B17/22GK101294481SQ20081005502
公開日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2008年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月3日
發(fā)明者劉占宏, 劉水東, 吳華亮, 張素景, 張躍普, 趙盤勝 申請(qǐng)人:河北冀凱實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司;石家莊中煤裝備制造有限公司